低壓線路過載原因分析及控制措施探討

鄺慕輝

（廣東電網公司江門臺山供電局,廣東 臺山 529200）

低壓線路過載原因分析及控制措施探討

鄺慕輝

（廣東電網公司江門臺山供電局,廣東 臺山 529200）

隨著社會與經濟的快速發展，電力行業作為國民經濟發展的基礎產業，和社會生產、人們日常生活息息相關，為人們的生活帶來了很多便利。低壓配電線路在整個電力系統運行中發揮著重要作用，但低壓線路也常常會出現各種故障，造成各種不同程度的災害，其中線路過載是一種較為常見的線路故障，本文主要針對低壓線路出現過載的原因進行分析，并在此基礎上提出了幾點控制措施。

低壓線路；過載；原因分析；控制措施

0 引言

歐洲電網在2006年11月4日晚出現大面積停電事故，受到該事故影響的大概有1000萬人口（5百萬用戶），該次事故主要是由輪船經過使得2條380kV跨河線路停運導致另外1條線路過載，使潮流和安全限額比較接近。調度人員發現后將原來雙母線變電站運行方式改為雙母線并列運行模式，極大的增大了線路潮流，進而導致線路過載保護功能失常，造成短時多條聯絡線路跳閘，誘發“多米諾效應”，最后引發嚴重的大面積停電事故。因此，線路過載會造成非常嚴重的危害，若未采取及時、有效的調整措施，極易使事故進一步擴大，導致不可估量的損失。低壓配電線路在電力系統輸電過程中扮演著重要角色，但是低壓線路線損問題比較嚴重，若出現過載，不僅會導致大面積停電，也會導致電氣火災事故，不僅會影響線路輸電質量，也會影響整個電力系統的安全穩定運行，造成嚴重的經濟損失，也會給社會生產及人們的生活造成嚴重影響，甚至會損害人們的人身安全。因此分析低壓線路過載的原因，并總結相應的防范措施非常必要。

1 低壓配電線路過載造成的不良后果及原因分析

1.1 低壓線路過載的后果

一旦低壓線路處于過載運行狀態，長期會導致配電線路老化，不僅會導致電壓問題，嚴重的話可能會導致整個配電線路癱瘓，導致大范圍停電事故，對于人們的日常生活造成嚴重的影響。同時，電氣線路或者設備的絕緣層受到損傷，會導致周圍潮濕木材、電氣裝置金屬外殼、穿線金屬管等靠近物質帶電，可能會出現觸電，在某一特定環境下可能會出現火花、過熱高溫、電弧等各種電力問題，然而因接地裝置不符要求或保護裝置不合理等問題很可能導致過流保護裝置保護作用失效，產生漏電，繼而極易導致觸電甚至火災事故，造成更嚴重的損失。

1.2 低壓配電線路過載的原因分析

一般線路主要是由保護層、絕緣層、金屬導體等構成，而保護層、絕緣層的材料主要是氯丁橡膠、天然橡膠、聚乙烯等含氫、碳較高的高分子有機材料，熱不穩定性較高，一旦通電發熱，很容易產生一系列化學反應，使絕緣材料老化受損。如果線路長時間連續以在安全載流量以下電流通過時，只要線路溫度在最高允許的工作溫度以下，則材料老化速度較慢。但是如果電流在安全電流以上，就會使線路過載，線路溫度也會高于最高允許工作溫度。此時的過載量如果較小，或者時間不短的話，也不會直接造成火災，只會加速絕緣層老化，若低壓線路嚴重過載，過熱較為嚴重會導致異常高溫，破壞線路絕緣并燃燒，進而導致火災。根據相關試驗研究證明。

1.2.1 電流和升溫的關系

絕緣材料中的通過電流每增加1級，線路線芯的溫度差不多會升高1倍左右。而導線的過載能力和導線截面成正比，也即是說導線截面增大，導線過載能力也會相應提高。線路中通過的電流相同，但是截面小的導線相比于截面大的導線在穩定溫度方面要高，因此，電流增加，小截面導線的升溫現象更為顯著。

1.2.2 電流和熱穩定時間

若電流比安全載流量范圍小2倍，則通過的電流越大，則導線線芯的溫度想要達到熱平衡的時間也就會越長；如果比安全電流超過2倍，則通過的電流越大，線芯熱平衡達到時間也就越短。這主要是由于絕緣層受到不同電流的破壞程度不一，若電流在安全電流的2倍以下，絕緣層的破壞并沒有使絕緣受損，仍然具有阻止散熱的作用。如果是相同的散熱條件，則導線流過電流越大，導線溫度也會升高。但是如果電流比安全電流高出2倍，絕緣層也就會受到嚴重破壞，導致線芯裸露，散熱效果良好，通過電流越大，絕緣層也會受到更為嚴重的破壞，且破壞也就會越來越迅速，熱平衡時間需要的時間也就越短。

根據筆者經驗總結，認為低壓線路過載的主要原因包括以下幾點：（1）由于線路設計或者線路安裝過程中選擇的導線截面過小所致。（2）線路運行過程中承受過大的負荷。（3）漏電導致線路的負荷過大。（4）電線穿管的管徑比較小，導致散熱受到影響。（5）諧波電流導致相線過載，特別表現在中性線上。（6）低壓線路接地裝置不合理。

2 低壓線路過載的控制措施

2.1 應選擇合理的接地形式

為避免故障發生，合理、有效的低壓配電系統顯得尤為重要，其中低壓配電系統的接地形式是最重要的組成部分，是及時切除故障的關鍵。較為常用的是TN-C-S系統，其主要是末級供電變壓器的中性點直接接地，整個系統利用斷路器或者安裝熔斷器和線徑配合從而保護相線和中性線之間、相線之間的負載或者短路情況。如果線路絕緣層破壞，失去絕緣效果，則可以利用PE線啟動保護裝置從而降低外殼對地電壓，達到保護的效果。具體的TN-C-S系統的原理圖如圖1所示。

圖1 TN-C-S系統的原理圖

2.2 應盡快建設電網“三道防線”

由于低壓線路的線損較為嚴重，電能消耗較大，為避免低壓線路過載后導致一系列連鎖反應，進一步擴大事故范圍，加重事故危害。應該在一些主力發電廠或者相關的變電站設置必要的低壓線路過載切負荷裝置，切機裝置或者快減發電出力裝置。一旦發生過載引發的故障后，可以利用安全自動裝置動作，將對過載線路靈敏度較高的機組或者線路部分負荷切除，有利于盡快控制用電負荷，消除線路過載，進而使整個電網系統能夠安全運行，保障可靠的電力供應，不影響居民的用電情況。盡快促進電網“三道防線”的建設，可以在低壓線路出現過載故障時，在最短的時間內將線路過載現象消除，可避免事故的進一步擴展，使整個電網系統能夠安全、穩定運行。

2.3 應進一步完善配電網的基礎設施

電網公司應加快對基建工程的投產，進一步加固電網系統，應該進一步升級、改造配電網的基礎設施，合理安排變電站布置以及線路的安排，可以將電磁環網（由高壓輸電線路和低壓輸電線路共同組成）在適當時候解開，盡可能避免出現大面積、大范圍停電事故。同時在低壓配電系統的用戶開關箱、電源總配電箱內應裝置必要的漏電保護器，可有效預防漏電火災，也可避免大面積停電。同時應確保配電裝置和周圍一些可燃物質保持一定的距離，如果無法分開，應做好必要的隔熱保護措施，避免誘發火災。

2.4 應制定科學、完善的過載故障處理預案

電網公司應針對低壓線路中常常出現過載現象的原因，制定一套科學、合理的故障處理計劃方案，并且應進一步細化、具體化。同時應根據整個電網運行實際情況，適當修改、完善，一旦出現過載事故，應及時安排調度員根據提前制定的事故處理預案及時、準確的采取合理的調整措施，盡快消除事故隱患，恢復整個電網的正常運行。同時，應定期組織過載事故模擬演習，有利于調整人員更加熟悉過載事故發生的原因及其危害，在處理故障時，能夠更加沉著、冷靜的面對、處理。

3 結語

低壓線路的線損較高，極易出現過載運行情況，不僅影響用戶用電質量，也會造成巨大的經濟損失，應該積極分析低壓線路過載的一些常見原因，研究針對性的控制及改進措施，才可以確保整個電網的安全運行，提高電網企業的經濟效益。

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